专利名称：一种汽车耐热钢排气歧管熔模铸造方法
技术领域：
本发明属于金属铸造技术，具体涉及一种可消除或减少汽车发动机耐热钢排气歧管铸件常见的局部缩松和缩孔缺陷的熔模铸造方法。
背景技术：
汽车排气歧管是收集从发动机各气缸中排出的废气并排向排气管的部件，结构如图1，是发动机八大主要零部件之一，整个排气系统工作效率的高低取决于排气歧管的设计与制造。排气歧管结构复杂，管壁厚薄相差大，孤立热节多，放置冒口困难，给铸造工艺带来了较大的难度。检索国内有关排气歧管铸造工艺专利和文章发现，2006年9月26日，申请号为 200610107204. 0，发明名称为《高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法》的发明专利。2009年3月，陈勇、杨湘杰发表的《基于AnyCasting排气歧管砂型铸造数值模拟及试验研究》;2011年10月，赵新武、杨敉等发表的《排气歧管铸件的铸造工艺设计与优化》都通过砂型铸造来生产。但是因排气歧管结构复杂，砂型铸造分型困难，砂芯活块多，组合砂芯多，砂芯完全在高温铁液的包围下，气体难以排出。因此在铸造过程中极易出现缩松、缩孔、气孔等缺陷。
发明内容
为解决砂型铸造工艺生产汽车发动机排气歧管存在的缩松、缩孔、气孔等缺陷，本发明提供一种耐热钢排气歧管的熔模铸造方法。利用熔模铸造这种少切削、可生产复杂难加工薄壁铸件的铸造工艺技术，获得具有优异性能的精密排气歧管铸件。本发明通过如下方法实现
一种汽车发动机耐热钢排气歧管的熔模铸造方法，它包括如下步骤
(1)制造蜡模
以尿素为型芯材料，水为溶解介质；在熔化温度100— 150°C ;模具温度50-80°C条件下采用自由浇注成型方法制作型芯
采用K-501号蜡，在化蜡温度80-100°C;射蜡温度50-70°C;射蜡压力20Kg/cm2—60Kg/cm2 ;保压时间20S — 80S ;冷却水温5_25°C条件下制作蜡模；
用薄片状的烙铁，将蜡模的连接部位熔化，使蜡模焊在一起组装成模组；
(2)制造型壳
1)模组的除油和脱脂
2)在t吴组上涂挂涂料和撒砂
涂挂涂料以前，先把涂料搅拌均匀；涂料涂好后，进行撒砂；其中砂层为三层，分别是面层硅溶胶配320目锆粉，干燥5-10小时；过渡层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥5_10小时；加固层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥10-15小时；获得型壳雏形。3)熔失熔模涂料和撒砂层完全干燥并硬化后，用热水法熔去蜡模组，获得型壳；4)焙烧型壳将脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热升温到1000-1200°C，保温O. 5—2小时；通过上述程序获得高性能型壳；
(3)合金熔炼采用中频感应炉熔炼，浇注前光谱在线分析合金成分，确保获得成分合格的铸件产品；
(4)浇注浇注温度1580°C，模壳预热温度1000°C;浇注时间IOS ；
(5)落砂采用机械振动清砂和化学碱煮清砂相结合的方式；
(6)清理。本发明与现有技术相比所具有的显著特点是
采用熔模铸造代替现有砂型铸造技术生产汽车发动机排气歧管铸件， 明显改善了砂型铸造技术生产排气歧管铸件出现的缩松、缩孔和气孔等缺陷，排气歧管铸件表面质量良好，加工余量减少，产品工艺出品率提高。
图I :排气歧管结构示意图。图2 :产品组织分析示意图(少数几处深色部分为缩松、缩孔和气孔缺陷)。
具体实施例方式实施例I
汽车发动机耐热钢排气歧管采用熔模铸造工艺与步骤如下
I.制造蜡模采用可溶尿素型芯法，
型芯制作工艺如下
I)型芯材料尿素；2)成型方法自由浇注；
3)熔化温度150°C；4)模具温度80°C ；5)溶解介质水。蜡模制作工艺如下
I)蜡模材料K-501号腊，2)化蜡温度100°C ； 3)射蜡温度70°C ；
4)射蜡压力60Kg/cm2； 5)保压时间80S ；
6)冷却水温25°C。2.制造型壳
1)模组的除油和脱脂
2)在t吴组上涂挂涂料和撒砂
涂挂涂料以前，先把涂料搅拌均匀。涂料涂好后，进行撒砂。面层硅溶胶配320目锆粉，干燥10小时；过渡层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥10小时；加固层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥15小时。3)熔失熔模型壳完全硬化后，用热水法从型壳中熔去模组。4)焙烧型壳型壳放入加热炉中,加热升温到1200°C，保温I小时。3.合金熔炼采用中频感应炉熔炼，浇注前光谱在线分析合金成分，确保获得成分合格的铸件产品。4.浇注浇注温度1580°C，模壳预热温度1000°C。浇注时间10S。5.落砂采用机械振动清砂和化学碱煮清砂相结合的方式。
6.清理。产品组织分析表明，本实施例获得的铸件明显改善了砂型铸造生产汽车发动机排气歧管存在的严重缩松、缩孔、气孔等缺陷，仅在底部法兰与冒口的接触面存在少量缩松、缩孔、气孔等缺陷(参见附图2)。实施例2
汽车发动机耐热钢排气歧管采用熔模铸造工艺与步骤如下
I.制造蜡模采用可溶尿素型芯法，
型芯制作工艺如下
I)型芯材料尿素；2)成型方法自由浇注； 3)熔化温度100°C；4)模具温度50°C ；5)溶解介质水。蜡模制作工艺如下
I)采用K-501号腊，2)化蜡温度80°C ； 3)射蜡温度50°C ；
4)射蜡压力20Kg/cm2； 5)保压时间20S ；
6)冷却水温5°C。2.制造型壳
1)模组的除油和脱脂
2)在t吴组上涂挂涂料和撒砂
涂挂涂料以前，先把涂料搅拌均匀。涂料涂好后，进行撒砂。面层硅溶胶配320目锆粉，干燥5小时；过渡层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥5小时；加固层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥10小时。3)熔失熔模型壳完全硬化后，用热水法从型壳中熔去模组。4)焙烧型壳型壳放入加热炉中，加热升温到1200°C，保温2小时。3.合金熔炼采用中频感应炉熔炼，浇注前光谱在线分析合金成分，确保获得成分合格的铸件产品。4.浇注浇注温度1580°C，模壳预热温度1000°C。浇注时间10S。5.落砂采用机械振动清砂和化学碱煮清砂相结合的方式。6.清理。产品分析表明，本实施例获得的铸件明显改善了砂型铸造生产汽车发动机排气歧管存在的严重缩松、缩孔、气孔等缺陷，仅在底部法兰与冒口的接触面存在少量缩松、缩孔、气孔等缺陷(参见附图2)。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种汽车发动机耐热钢排气歧管的熔模铸造方法，包括如下步骤 (1)制造蜡模 以尿素为型芯材料，水为溶解介质；在熔化温度100— 150°C ;模具温度50-80°C条件下采用自由浇注成型方法制作型芯 采用K-501号蜡，在化蜡温度80-100°C;射蜡温度50-70°C;射蜡压力20Kg/cm2—60Kg/cm2 ;保压时间20S — 80S ;冷却水温5_25°C条件下制作蜡模； 用薄片状的烙铁，将蜡模的连接部位熔化，使蜡模焊在一起组装成模组； (2)制造型壳 1)模组的除油和脱脂 2)在t吴组上涂挂涂料和撒砂 涂挂涂料以前，先把涂料搅拌均匀；涂料涂好后，进行撒砂；其中砂层为三层，分别是面层硅溶胶配320目锆粉，干燥5-10小时；过渡层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥5_10小时；加固层硅溶胶配320目莫来石粉，干燥10-15小时；获得型壳雏形； 3)熔失熔模涂料和撒砂层完全干燥并硬化后，用热水法熔去蜡模组，获得型壳； 4)焙烧型壳将脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热升温到1000-1200°C，保温O.5—2小时；通过上述程序获得高性能型壳； (3)合金熔炼采用中频感应炉熔炼，浇注前光谱在线分析合金成分，确保获得成分合格的铸件产品； (4)浇注浇注温度1580°C，模壳预热温度1000°C;浇注时间IOS ； (5)落砂采用机械振动清砂和化学碱煮清砂相结合的方式； (6)清理。
全文摘要
本发明属于金属铸造技术，具体涉及一种汽车发动机耐热钢排气歧管的熔模铸造方法。该方法包括制造蜡模、制造型壳、合金冶炼、浇注、落砂、清理的步骤。本发明方法可消除或减少汽车发动机耐热钢排气歧管铸件常见的局部缩松和缩孔等缺陷，并具有较高的工艺出品率。
文档编号B22C9/04GK102921890SQ20121046017
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者胡静, 周吉祥, 陈平 申请人:常州大学, 常州武帆合金有限公司